RFID w kubkach wielokrotnego użytku

Wielorazowy kubek z ultradźwiękowo zgrzewanym chipem RFID. (Zdjęcie: RINCO ULTRASONICS AG) / Wielorazowy kubek z ultradźwiękowo zgrzewanym chipem RFID. (Obraz: RINCO ULTRASONICS AG)

Rozwiązania cyfrowe do zwrotu i płatności zyskują na znaczeniu w środowisku gastronomicznym, podczas wydarzeń i koncepcji samoobsługowych. Aby kubek wielokrotnego użytku mógł stać się częścią takich systemów, musi być jednoznacznie identyfikowalny. Konkretne zapytanie klienta z regionu DACH pokazuje, jak można trwałe i bezpieczne funkcjonalnie zintegrować chip RFID w dnie kubka z polipropylenu. Poniższy raport z zastosowania opisuje warunki techniczne i wybraną metodę mocowania z użyciem technologii ultradźwiękowej, zrealizowaną przez RINCO ULTRASONICS.

RFID jako czynnik umożliwiający zautomatyzowane systemy zwrotu i płatności

Gdy chip RFID jest bezpośrednio zintegrowany w dnie kubka, można jednoznacznie identyfikować kubki wielokrotnego użytku i włączać je do procesów cyfrowych. Zastosowania obejmują płatności bezgotówkowe na stacjach wydawczych, automatyczne zwroty kaucji, a także bezproblemowe śledzenie pojedynczych kubków w obiegu. Operatorzy korzystają z uproszczenia procesów, obniżenia kosztów operacyjnych i lepszej ochrony przed nadużyciami, na przykład poprzez realizację zwrotu kubków nieprzynależących do systemu. Podstawą tego jest jednak bezpieczna, trwała i chroniona integracja chipu w plastikowym kubku.

Wyzwania techniczne przy integracji w kubkach z PP

Kubki wielokrotnego użytku są codziennie narażone na obciążenia mechaniczne, częste mycie i wahania temperatury. W związku z tym wymagania wobec mocowania są wysokie. Chip RFID musi być trwale hermetycznie zamknięty, aby niezawodnie funkcjonować po wielu cyklach mycia. Jednocześnie nie może ulec uszkodzeniu ani być poddany manipulacji lub usunięciu po zamontowaniu.

Cyril Geisser, kierownik projektu w RINCO ULTRASONICS, wyjaśnia:
„Wyzwanie stanowił sam materiał: polipropylen (PP) wymaga bardzo precyzyjnego określenia parametrów, aby uniknąć niekontrolowanego topnienia. Jednocześnie elektronika chipu nie może ulec przegrzaniu podczas procesu spawania. Klient oczekiwał również estetycznego, czystego szwu spawalniczego, który nie wpłynąłby na wygląd kubka.”

Ultradźwiękowe spawanie jako niezawodne rozwiązanie mocowania

W celu spełnienia tych wymagań wybrano technologię ultradźwiękowego spawania. Metoda ta umożliwia precyzyjne, lokalne podgrzewanie plastiku bezpośrednio w miejscu mocowania. Dzięki temu dno kubka z PP jest kontrolowanie stapiane, bez obciążania termicznego chipu RFID. Powstaje trwałe, szczelne i odporne na manipulacje połączenie.

Istotne parametry procesu – w tym amplituda, siła spawania, energia i czas – mogą być precyzyjnie ustawione i monitorowane. Dzięki temu spawanie można dokładnie dopasować do materiału i geometrii elementu. W celu zapewnienia prostoty i ergonomii obsługi zaprojektowano specjalne mocowanie z przesuwanym stołem, które umożliwia szybkie załadunek. Krótkie cykle pracy czynią ten proces ekonomicznym i nadającym się do zastosowań w zautomatyzowanej produkcji seryjnej.

Wartość dodana dla operatorów i środowiska

Poprzez ultradźwiękowe spawanie zwykły kubek wielokrotnego użytku staje się trwałym, cyfrowym elementem systemu. Operatorzy korzystają z zautomatyzowanych procesów, obniżonych kosztów operacyjnych i lepszej śledzalności. Jednocześnie rozwiązanie wspiera zrównoważone koncepcje, ponieważ kubki pozostają w obiegu przez długi czas, oszczędzając zasoby.
„Przypadek ten pokazuje, jak wielki potencjał drzemie w połączeniu elementów z tworzywa sztucznego i zintegrowanej elektroniki – pod warunkiem, że technika łączenia jest precyzyjna i niezawodna,” wyjaśnia Cyril Geisser, kierownik projektu w RINCO ULTRASONICS. „Obserwujemy rosnące zapotrzebowanie na takie rozwiązania. W tym projekcie klient zwrócił się do nas świadomie, ponieważ nasze zarządzanie środowiskowe jest certyfikowane zgodnie z ISO 14001, a my konsekwentnie pracujemy nad przyjaznymi dla środowiska i zrównoważonymi rozwiązaniami produktowymi.”